[发明专利]一种红外扫描成像及辐射校正源集成控制装置

说明书

本发明属于红外成像控制技术领域，公开了一种红外扫描成像及辐射校正源集成控制装置，其包括：主控模块、以及与其连接的扫描控制模块、温度控制模块、电源及接口模块。本发明将扫描控制和辐射源温度控制集成在一个电路板上，同时完成了扫描控制及定标源控制，其中的主控模块和扫描控制模块均由一个集成芯片完成，温控电路采用专用的模块化电路，无需算法即可实现，温控精度高，装置简易，整个装置实现了集成化和模块化设计。

技术领域

本发明属于红外成像控制技术领域，涉及一种红外扫描成像及辐射校正源集成控制装置。

背景技术

当前红外成像系统的成像幅宽、空间分辨率等指标要求越来越高，而面阵探测器往往无法满足要求，因此扫描型如TDI(时间延迟积分)型红外成像器等应用越来越广泛。在该类红外成像器的工作成像时，需要建立一种扫描系统进行扫描，如采用斜45°镜、平面镜等方式进行扫描，并需要设计扫描控制电路对扫描电机进行控制。同时由于红外探测器材料特性、生产制造工艺等因素的影响，其响应度会产生一定的差异，使得不同探测单元之间存在较大程度的非均匀性。此外，随着使用环境的变化，工作时间的增加，不同探测单元的响应度会产生不同程度的漂移，图像的非均匀性会越来越差。因此需要对成像器响应进行周期性的实时校正。综合考虑校正效果及算法复杂度，采用两点校正法，同时考虑体积紧凑、使用方便等因素，校正辐射源选用TEC(热电制冷器)，可获得高低温的目标源。因此也需要设计温度控制电路对TEC进行精确控温。目前红外成像器均日益朝着小型化、模块化和集成化的方向发展，因此也就要求扫描控制和辐射校正源控制等电子学系统具有高通用性、高灵活性，便于集成化和模块化的优点。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：解决红外成像器扫描控制和辐射校正源控制无法实现集成化和模块化且不具备通用性和灵活性的问题，提出一种红外扫描成像及辐射校正源集成控制装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种红外扫描成像及辐射校正源集成控制装置，其包括：主控模块、以及与其连接的扫描控制模块、温度控制模块、电源及接口模块；

所述主控模块由单片机或ARM组成，用于接收并解算命令，并根据命令对扫描控制模块和温度控制模块进行相应控制；

所述扫描控制模块由DAC组成，用于提供电机及驱动器所需的电压，首先根据成像器的成像视场确定扫描角度，再将扫描角度换算成电机驱动器电压，以驱动控制电机及驱动器；

所述温度控制模块包括连接主控模块的温度点控制芯片、连接温度点控制芯片的温控芯片、以及连接温控芯片的功率驱动芯片；温控芯片包括ADN8831，功率驱动芯片配合温控芯片使用，实现对TEC的加热、制冷功率驱动，温度点控制芯片包括DAC，通过主控模块设置DAC的电压，将TEC温度控制在该电压对应的温度点上；

所述电源及接口模块包括电源模块和接口模块，电源模块为主控模块、温度控制模块、扫描控制模块供电，接口模块连通主控模块和外界，实现串口通讯信号、同步信号的格式转换。

其中，所述扫描控制模块工作流程为：首先主控模块接收并解算扫描角度、扫描周期、有效帧角度、TEC位置角度信息，再将扫描角度信息转换成DAC对应的数据，并根据扫描周期设定电压变换步长，然后根据有效帧角度信息及TEC位置信息确定帧同步信号和TEC位置同步信号，输出给成像电路，成像电路根据该帧同步信号采集有效图像数据，根据TEC位置同步信号采集定标图像数据。

其中，所述温度控制模块工作流程为：首先主控模块接收并解算高、低温数据，将其换算成温度控制点对应的电压信号，再控制DAC输出该电压信号至温控芯片，温控系统启动，同时监控温控芯片重TMPGD信号，当高、低温控芯片的TMPGD信号均为高电平时，则表示温度控制稳定，输出温度稳定同步信号，成像电路采集到该同步信号即可采集定标图像数据。

(三)有益效果